CN115231647A

CN115231647A - 一种反萃废酸的回收方法

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Publication number: CN115231647A
Application number: CN202210889130.XA
Authority: CN
Inventors: 欧阳森林; 崔振红; 张龙; 谢耀; 杨少华
Original assignee: Ganzhou Bulai Texin Resource Co ltd
Current assignee: Ganzhou Bulai Texin Resource Co ltd
Priority date: 2022-07-27
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2042-07-27
Also published as: CN115231647B

Abstract

本发明提供了一种反萃废酸的回收方法，涉及废水处理技术领域。本发明以三辛癸烷基叔胺和磺化煤油作为萃取剂(即有机相)对含铁反萃废酸进行逆流萃取，所得回收反萃酸中铁的浓度<0.01g/L，铁杂质的去除率在99.5％以上，铁含量低，回收反萃酸能够循环再利用，降低了湿法冶金反萃段，尤其是P₅₀₇萃取体系反萃段的酸的用量，大大降低了生产成本。而且，本发明提供的回收方法操作简单，成本低，安全环保。进一步的，经过反萃剂对含铁萃取剂进行反萃后得到的再生萃取剂能够循环利用，从而能够实现含铁反萃废酸的连续处理，含铁反萃废酸的处理成本低。

Description

一种反萃废酸的回收方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种反萃废酸的回收方法。

背景技术

绝大多数的高纯、单一稀土元素均采用溶剂萃取法分离制备，其原料来源主要包括氟碳铈矿-独居石混合稀土矿、离子型稀土矿、氟碳铈矿等原矿，以及钕铁硼废料、荧光粉废料、催化剂废料、冶炼渣等二次资源稀土矿。在湿法冶金中，用酸性溶液浸取金属矿物时，铁通常以Fe²⁺和Fe³⁺形式与有价金属一同进入溶液中，而铁离子具有强烈的水解倾向以及易与其他离子形成配合物的特点，使铁在水溶液或溶剂萃取体系中的存在形式极为复杂，导致在分离有价金属时铁杂质除去困难，进而铁不可避免的进入稀土料液。

溶剂萃取法分离稀土元素过程中，一般采用上千级的萃取槽通过模糊萃取工艺实现稀土元素分离。在萃取含铁杂质的稀土料液时，萃取体系的平衡酸度较低(pH值在1～3)，铁以Fe³⁺形式与RE³⁺一同被P₅₀₇萃入有机相中，用高酸反萃稀土时，由于铁离子和萃取剂P₅₀₇间的亲和力更大，导致铁离子比稀土离子易萃难反，因此，在反萃阶段，稀土被反萃进入水相，而铁离子比稀土离子更后才能被高酸反萃进入水相，在反萃前铁离子不断富集，致使有机相中P₅₀₇萃取剂失去萃取能力，同时体系易出现乳化现象，影响了萃取体系的分相效果，造成资源浪费，增加生产成本。

目前，针对稀土萃取分离过程中铁元素富集这一现象，为不影响反萃产品质量，避免有机相乳化，通常采用在反萃段设置“反铁酸”排口的方式来排出体系中富集的铁元素，但同时也排走了大量的反萃废酸，极大地增加了反萃盐酸的用量，而目前还未有关于排出的含铁反萃废酸的回收方法的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种反萃废酸的回收方法，本发明提供的回收方法得到的回收反萃酸中铁杂质含量低，回收反萃酸能够循环再利用于反萃段。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种反萃废酸的回收方法，包括以下步骤：

利用萃取剂对含铁反萃废酸进行逆流萃取，得到回收反萃酸和含铁萃取剂；所述萃取剂为三辛癸烷基叔胺和磺化煤油。

优选地，所述含铁反萃废酸和萃取剂的流量比为1：(5～10)。

优选地，所述萃取剂中三辛癸烷基叔胺的体积分数为20～30％。

优选地，所述含铁反萃废酸包括湿法冶金工业产生的反萃含铁废酸。

优选地，所述逆流萃取的萃取级数为6～10级。

优选地，所述逆流萃取过程中，含铁反萃废酸和萃取剂的进样级相同，所述进样级为第2～4级。

优选地，所述逆流萃取包括依次进行混合和静置澄清；

所述混合的时间为1～8min；

所述静置澄清的时间为3～20min。

优选地，所述逆流萃取后还包括萃取剂再生，所述萃取剂再生包括以下步骤：利用反萃剂对所述含铁萃取剂进行反萃，得到再生萃取剂和含铁废水。

优选地，所述反萃剂为水。

优选地，所述反萃剂的进样级为第7～9级。

本发明提供了一种反萃废酸的回收方法，包括以下步骤：利用萃取剂对含铁反萃废酸进行逆流萃取，得到回收反萃酸和含铁萃取剂；所述萃取剂为三辛癸烷基叔胺和磺化煤油。本发明以三辛癸烷基叔胺和磺化煤油作为萃取剂(即有机相)对含铁反萃废酸进行逆流萃取，所得回收反萃酸(即萃余液)中铁的浓度<0.01g/L，铁杂质的去除率在99.5％以上，铁含量低，回收反萃酸能够循环再利用，降低了湿法冶金反萃段，尤其是P₅₀₇萃取体系反萃段的酸的用量，大大降低了生产成本。而且，本发明提供的回收方法操作简单，成本低，安全环保。

进一步的，经过反萃剂对含铁萃取剂进行反萃后得到的再生萃取剂能够循环利用，从而能够实现含铁反萃废酸的连续处理，含铁反萃废酸的处理成本低。

附图说明

图1为逆流萃取流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种反萃废酸的回收方法，包括以下步骤：

利用萃取剂对含铁反萃废酸进行逆流萃取，得到回收反萃酸和含铁萃取剂；所述萃取剂为三辛癸烷基叔胺和磺化煤油。所述回收反萃酸中铁的浓度<0.01g/L。

在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

在本发明中，所述含铁反萃废酸优选包括湿法冶金工业产生的反萃含铁废酸，更优选包括P₅₀₇反萃含铁废酸。在本发明中，所述湿法冶金工业产生的反萃含铁废酸中酸的浓度优选为5～6mol/L；所述湿法冶金工业产生的反萃含铁废酸中铁的含量优选为2～10g/L，更优选为4～8g/L。

在本发明中，所述萃取剂中三辛癸烷基叔胺(N₂₃₅)的体积分数优选为20～30％，更优选为25～30％。

在本发明中，所述含铁反萃废酸和萃取剂的流量比优选为1：(5～10)，更优选为1：(6～9)，进一步优选为1：(7～8)。

在本发明中，所述逆流萃取的萃取级数优选为6～10级，更优选为7～9级，进一步优选为8级；所述逆流萃取优选采用逆流萃取箱进行。在本发明中，所述逆流萃取过程中，含铁反萃废酸和萃取剂的进样级优选相同，所述进样级优选为第2～4级，更优选为第3级。在本发明中，所述逆流萃取箱的每一级都优选设置有混合室和澄清室。

在本发明中，所述逆流萃取优选包括依次进行混合和静置澄清。在本发明中，所述混合的温度优选为室温，所述混合的时间优选为1～8min，更优选为2～7min，进一步优选为3～6min。在本发明中，所述静置澄清的温度优选为室温，所述静置澄清的时间优选为3～20min，更优选为5～18min，进一步优选为8～15min。在本发明中，所述逆流萃取过程中萃取剂对铁离子的亲和力大于对氢离子的亲和力，从而使铁离子进入萃取有机相，氢离子进入水相而实现铁离子和氢离子的有效分离。

在本发明中，所述回收反萃酸由逆流萃取箱的第1级流出，所得回收反萃酸可以回用于湿法冶金的反萃过程。

在本发明中，所述逆流萃取后优选还包括萃取剂再生，所述萃取剂再生包括以下步骤：利用反萃剂对所述含铁萃取剂进行反萃，得到再生萃取剂和含铁废水。在本发明中，所述反萃剂优选为水。在本发明中，所述反萃剂的进样级优选为第7～9级，更优选为第7～8级；所述反萃得到的含铁废水优选由逆流萃取箱的第5～7级流出；所述再生萃取剂优选由逆流萃取箱的最高级流出回用于逆流萃取过程中。在本发明中，所述含铁反萃废酸与反萃剂的流量比优选为1：(2～5)，更优选为1：(2～3)。

下面结合图1所示的逆流萃取流程图说明反萃酸的回收方法，具体步骤如下：将含铁反萃废酸和萃取剂由逆流萃取箱的第3级进入，在混合室混合后流入澄清时进行静置澄清，得到反萃酸水相(即回收反萃酸)和含铁萃取有机相(即含铁萃取剂)，其中，反萃酸水相流向第1级并由第1级流出，含铁萃取有机相从第3级向第8级方向流动；反萃剂由第7级进入，对所述含铁萃取有机相进行反萃，得到含铁废水和再生有机相(再生萃取剂)，其中，含铁废水由第6级流出，再生有机相流向第8级并由第8级流出，然后由第3级回流至逆流萃取箱的第3级中进行循环利用。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

采用图1所示的逆流萃取流程图回收反萃废酸。

含铁反萃废酸为工业P₅₀₇萃取体系反萃段产生的含铁反萃废酸，其中，Fe含量为2g/L，酸浓度为5.16mol/L。

将含铁反萃废酸(进料流量为5L/min)和萃取剂(30v/v％N₂₃₅+70v/v％磺化煤油)按照1:5的流量比由逆流萃取箱的第3级进入，在室温条件下搅拌混合3min后静置澄清8min，得到回收反萃酸(低铁含量的酸，流向第1级并由第1级流出)和含铁萃取剂(流向第8级)。水(进料流量为6L/min)由第7级进入流向第6级，对所述含铁萃取有机相进行反萃，得到含铁废水(由第5级流出)和再生有机相(由第8级流出并由第3级回流至逆流萃取箱中进行循环利用)。

含铁反萃废酸、回收反萃酸、含铁废水中酸浓度和铁离子浓度如表1所示：

表1含铁反萃废酸物料含量情况

项目	酸浓度(mol/L)	Fe浓度(g/L)
			含铁反萃废酸	5.16	2
回收反萃酸	5.07	<0.01
			含铁废水	0.8	9.8
铁含量差值	/	＞1.99
			铁去除率	/	＞99.5％

从表1可知，经本发明提供的回收方法处理所得回收反萃酸中Fe含量<0.01g/L，Fe去除率＞99.5％，除杂效果显著，回收反萃酸可以循环回用。

实施例2

按照实施例1的方法制备回收反萃酸，与实施例1的区别仅在于，含铁反萃废酸，其中，Fe含量为3.5g/L，酸浓度为5.47mol/L；含铁反萃废酸的进料流量为4.5L/min；含铁反萃废酸与萃取剂的流量比为1:6；搅拌混合4min；静置澄清10min；水的进料流量为7L/min。

含铁反萃废酸、回收反萃酸、含铁废水中酸浓度和铁离子浓度如表2所示：

表2含铁反萃废酸物料含量情况

项目	酸浓度(mol/L)	Fe浓度(g/L)
			含铁反萃废酸	5.47	3.5
回收反萃酸	5.32	<0.01
			含铁废水	0.74	16.5
铁含量差值	/	＞3.49
			铁去除率	/	＞99.71

从表2可见，经本发明提供的回收方法处理所得回收反萃酸中Fe含量<0.01g/L，Fe去除率＞99.71％，除杂效果显著，回收反萃酸可以循环回用。

实施例3

按照实施例1的方法制备回收反萃酸，与实施例1的区别仅在于，含铁反萃废酸，其中，Fe含量为4.78g/L，酸浓度为5.39mol/L；含铁反萃废酸的进料流量为4L/min；含铁反萃废酸与萃取剂的流量比为1:7；搅拌混合5min；静置澄清12min；水的进料流量为6L/min。

含铁反萃废酸、回收反萃酸、含铁废水中酸浓度和铁离子浓度如表3所示：

表3含铁反萃废酸物料含量情况

项目	酸浓度(mol/L)	Fe浓度(g/L)
			含铁反萃废酸	5.39	4.78
回收反萃酸	5.24	<0.01
			含铁废水	0.6	23.8
铁含量差值	/	＞4.77
			铁去除率	/	＞99.79

从表3可见，经本发明提供的回收方法处理所得回收反萃酸中Fe含量<0.01g/L，Fe去除率＞99.79％，除杂效果显著，回收反萃酸可以循环回用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种反萃废酸的回收方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述含铁反萃废酸和萃取剂的流量比为1：(5～10)。

3.根据权利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，所述萃取剂中三辛癸烷基叔胺的体积分数为20～30％。

4.根据权利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，所述含铁反萃废酸包括湿法冶金工业产生的反萃含铁废酸。

5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述逆流萃取的萃取级数为6～10级。

6.根据权利5所述的回收方法，其特征在于，所述逆流萃取过程中，含铁反萃废酸和萃取剂的进样级相同，所述进样级为第2～4级。

7.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述逆流萃取包括依次进行混合和静置澄清；

所述混合的时间为1～8min；

所述静置澄清的时间为3～20min。

8.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述逆流萃取后还包括萃取剂再生，所述萃取剂再生包括以下步骤：利用反萃剂对所述含铁萃取剂进行反萃，得到再生萃取剂和含铁废水。

9.根据权利要求9所述的回收方法，其特征在于，所述反萃剂为水。

10.根据权利要求8或9所述的回收方法，其特征在于，所述反萃剂的进样级为第7～9级。